高考題的常客錳鉻

1、高考題的常客：錳元素及其化合物一、錳元素及其化合物有很多的應(yīng)用，現(xiàn)在具體來了解一些常見的。錳（Manganese）元素符號(hào)Mn，原子序數(shù)25，原子量54.94，外圍電子排布3d54s2，位于第四周期B族。原子半徑124皮米，第一電離能727kJ/mol，電負(fù)性1.5。主要氧化數(shù)+2、+4、+6、+7。銀白色金屬，硬而脆，密度7.20g/cm3，熔點(diǎn)1244+3，沸點(diǎn)1962。固態(tài)時(shí)有四種同素異形體，常溫下為錳。在空氣中易氧化生成褐色氧化物覆蓋層。燃燒時(shí)生成四氧化三錳。紅熱時(shí)與水反應(yīng)生成四氧化三錳和氫。溶于稀鹽酸、稀硫酸生成二價(jià)錳鹽。高溫時(shí)跟鹵素、硫、磷、碳、氮直接化合。用于制合金，少量錳能改善

2、鋼的抗沖擊性能，錳鐵用作煉鋼過程的脫氧、脫硫添加劑。還用于冶煉鋁合金、鎂合金。1774年瑞典人甘恩用木炭跟軟錳礦共熱得到錳。主要礦物有軟錳礦MnO2xH2O、黑錳礦Mn3O4，最近發(fā)現(xiàn)大洋底部有大量錳結(jié)核礦。在地殼中豐度為0.1%。用鋁還原軟錳礦制得。二氧化錳（manganese dioxide）分子式MnO2，分子量86.94，黑色結(jié)晶體或無定形粉末。密度5026g/cm3。熔點(diǎn)390。不溶于水和硝酸。在熱濃硫酸中放出氧而生成硫酸亞錳。在鹽酸中放出氯而生成氯化亞錳。與苛性堿和氧化劑共熔，放出二氧化碳而生成高錳酸鹽。在535分解成三氧化二錳和氧。是強(qiáng)氧化劑。用作干電池去極劑，合成工業(yè)的催化劑和

3、氧化劑，玻璃工業(yè)和搪瓷工業(yè)的著色劑、消色劑、脫鐵劑等。用于制造金屬錳、特種合金、錳鐵鑄件、防毒面具和電子材料鐵氧體等。另外，還可用于橡膠工業(yè)以增加橡膠的粘性。硫酸錳（Manganous sulfate）分子式MnSO4，分子量151，白色或微紅色細(xì)小結(jié)晶體。無嗅味苦。密度295g/cm3。加熱到200以上開始失去結(jié)晶水，500左右變?yōu)闊o水物。易溶于水，不溶于醇。無機(jī)工業(yè)用于電解錳生產(chǎn)和制備各種錳鹽。涂料工業(yè)用于生產(chǎn)催干劑(環(huán)烷酸錳和亞麻仁油酸錳等)，金屬制品的磷化劑(酸式磷酸錳)。農(nóng)業(yè)上是重要微量元索肥料，也是植物合成葉綠素的催化別。施以適量的硫酸錳溶液，可使多種經(jīng)濟(jì)作物生長良好，增加產(chǎn)量。硝

4、酸錳（Manganese nitrate）分子式Mn（NO3）2，分子量143，無色或玫瑰紅色單斜晶系結(jié)晶。相對(duì)密度1.82。熔點(diǎn)25.8。沸點(diǎn)129.4。易溶于水、微溶于醇。工業(yè)品通常為含61%和70%的硝酸錳溶液。用于制純二氧化錳;也用于金屬表面磷化處理, 陶瓷著色, 制催化劑等。溶液裝于塑料桶內(nèi)，外用木板箱包裝，每桶凈重25kg。屬二級(jí)無機(jī)氧化劑，危規(guī)編號(hào)：23023。應(yīng)貯存于通風(fēng)、干燥的庫房中。應(yīng)防止受潮、受熱。運(yùn)輸時(shí)防雨淋和日光曝曬。裝卸時(shí)要輕拿輕放，防止包裝破損。失火時(shí)，可用水、砂土和各種滅火器撲救。碳酸錳（Manganese carbonate）又稱錳白，分子式MnCO3，分子量

5、114.95，玫瑰色三角晶系菱形晶體或無定形亮白棕色粉末。相對(duì)密度3.125。幾乎不溶于水，微溶于含二氧化碳的水中。溶于稀無機(jī)酸，微溶于普通有機(jī)酸中，不溶于醇和液氨。在干燥空氣中穩(wěn)定。潮濕時(shí)易氧化，形成三氧化二錳而逐漸變?yōu)樽睾谏?，受熱時(shí)分解放出二氧化碳。與水共沸時(shí)即水解。在沸騰的氫氧化鉀中，生成氫氧化錳。廣泛用作脫硫的催化劑, 瓷釉顏料, 錳鹽原料, 也用于肥料, 醫(yī)藥, 機(jī)械零件和磷化處理。硬酯酸錳（manganese stearate）分子式C36H70O4Mn，結(jié)構(gòu)式C17H35COO-Mn-OOCC17H35，淡紅色至粉紅色細(xì)微粉末。分子量621.0。熔點(diǎn)100-110。不溶于水。溶于

6、乙醚、氯仿、石油。遇芳香族烴類或脂肪族烴類生成膠狀物。遇強(qiáng)酸分解為硬脂酸和相應(yīng)的錳鹽。一般商品中含有一定比例的棕櫚酸錳。生產(chǎn)方法：主要采用復(fù)分解法。以硬脂酸為原料，先加熱熔融，與氫氧化鈉溶液進(jìn)行皂化反應(yīng)，然后與硫酸錳進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，最后經(jīng)洗滌、離心脫水、干燥而得。用途：陰離子型表面活性劑。主要用作膏霜類化妝品的助乳化劑、增稠劑和潤膚劑。具有良好的乳化作用，有利于保持油包水型乳化體的穩(wěn)定性。酸式磷酸錳（Manganous dihydrogen phosphate）又稱馬日夫鹽，分子式Mn(H2P04)2 ，分子量24894，白色到灰白色或帶微紅色的結(jié)晶體。吸濕性較強(qiáng)。易溶于水并水解，水溶液呈酸性

7、。不溶于醇。與氧化物接觸極易引起變質(zhì)。有腐蝕作用。常以水合物形式出現(xiàn)。水合物在100以上時(shí)脫水。主要用作鋼鐵防銹的磷化劑。特別適用于大型機(jī)械設(shè)備，經(jīng)磷化處理后涂上油漆，可防止設(shè)備受大氣侵蝕，并可提高絕緣性。物理性質(zhì) 溶解性：Mn()強(qiáng)酸鹽易溶，弱酸鹽(MnCO3、硫化物)，氧化物，氫氧化物為難溶(但可溶于稀酸)。 Mn(H2O)62+離子顏色 蘋果綠色 Mn()的還原性：酸性介質(zhì)中穩(wěn)定，堿性介質(zhì)中不穩(wěn)定，易被氧化例：在Mn2+鹽溶液中加OH-，生成Mn(OH)2 白色沉淀，而后在空氣中迅速被氧化生成MnO(OH)2的棕褐色沉淀。Mn2+ + 2OH- Mn(OH)2白色2Mn(OH)2 + O

8、2 2MnO(OH)2棕褐色化學(xué)性質(zhì)酸性介質(zhì)中，能被一些強(qiáng)氧化劑所氧化：2Mn2+ + 5S2O82-+ 8H2O2MnO4-+ 10SO42-+ 16H+2Mn2+ + 5NaBiO3 + 14H+ 2MnO4- + 5Na+ + 5Bi3+ + 7H2O2Mn2+ + 5PbO2 + 4H+ 2MnO4- + 5Pb2+ + 2H2O其中Mn2+的鑒定常用NaBiO3為氧化劑在H2SO4或HNO3介質(zhì)下反應(yīng)。Mn()最重要的化合物是 MnO2 ,它大量用于生產(chǎn)鋅錳干電池。MnO2性狀為：黑色粉狀固體，難溶于水，在自然界中以軟錳礦(MnO2xH2O)形式存在 強(qiáng)氧化性 (E0MnO2/Mn2

9、+ = 1.23V)MnO2(S) + 4HCl(濃)MnCl2 + Cl2+ 2H2O2MnO2(S) + 2H2SO4(濃)2MnSO4 + O2 + 2H2O 堿熔條件下可被強(qiáng)氧化劑氧化為MnO42-2MnO2 + 4KOH + O2 2K2MnO4 + 2H2O3MnO2 + 6KOH + KClO33K2MnO4 + KCl +3H2OMn()的存在形式：MnO42- 綠色，最重要的化合物是：Na2MnO4和K2MnO4 。在酸、中或弱堿條件下MnO42-均會(huì)發(fā)生歧化反應(yīng)：3MnO42- + 2H2O MnO2 + 2MnO4- + 4OH-3MnO42- + 4H+ MnO2 +

10、2MnO4- + 2H2OMn()的主要形式: MnO4-紫色；最重要的化合物是KMnO4。 受熱或光照會(huì)分解2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O24MnO4- + 4H+ 3O2 + 2H2O + 4MnO2KMnO4應(yīng)置于陰涼避光處保存，常用棕色瓶存放。 強(qiáng)氧化性：酸性介質(zhì)：KMnO4氧化性很強(qiáng)，還原產(chǎn)物為Mn2+2MnO4- + 5SO32- + 6H+ 2Mn2+ + 5SO42- + 3H2OMnO4- + 5Fe2+ + 8H+ Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O(用于定量測(cè)定鐵含量)2MnO4- + 5H2C2O4 + 6H+ 2Mn2+ + 10CO2 + 8H

11、2O(用于KMnO4濃度標(biāo)定) 中性、弱堿性介質(zhì)還原產(chǎn)物為MnO22MnO4- + I- + H2O 2MnO2 + IO3- + 2OH- 堿性介質(zhì)中，還原產(chǎn)物為MnO42-2MnO4- + SO32- + 2OH- 2MnO42- + SO42-+ H2O 與濃H2SO4反應(yīng)可生成Mn2O72KMnO4 + 2H2SO4(濃) Mn2O7 + 2KHSO4 + H2OMn2O7具有極強(qiáng)的氧化性，若受熱會(huì)迅速分解產(chǎn)生爆炸，與有機(jī)物作用劇烈反應(yīng)而著火，溶于CCl4中能較為穩(wěn)定。KMnO4是一優(yōu)良的氧化劑，在分析化學(xué)中被用作氧化還原滴分析的氧化劑，還用于漂白棉、毛絲織品、油類的脫色劑，稀溶液被廣

12、泛用于醫(yī)藥衛(wèi)生中的殺菌消毒劑。用途KMnO4是一優(yōu)良的氧化劑，在分析化學(xué)中被用作氧化還原滴分析的氧化劑，還用于漂白棉、毛絲織品、油類的脫色劑，稀溶液被廣泛用于醫(yī)藥衛(wèi)生中的殺菌消毒劑。二、鉻元素及其化合物的性質(zhì)反應(yīng)1. 鉻在酸性條件下，用鋅還原Cr3+或Cr2O72-，均可得到天藍(lán)色的Cr2+2Cr3 Zn 2Cr2 Zn2Cr2O72- 4Zn 14H+ 2Cr2 4Zn2 7H2O灰綠色的Cr（OH）3呈兩性：Cr（OH）3 3H+ Cr3 3H2OCr（OH）3 OH- Cr（OH）4（亮綠色）向含有Cr3的溶液中加入Na2S并不生成Cr2S3，因?yàn)镃r2S3在水中完全水解：2Cr3 3S

13、2- 6H2O 2Cr（OH）3 3H2S在堿性溶液中，Cr（OH）4具有較強(qiáng)的還原性，可被H2O2氧化為CrO42-：2Cr（OH）4- 3H2O2 2OH- 2CrO42- 8H2O但在酸性溶液中，Cr3的還原性較弱，只有象K2S2O8或KMnO4等強(qiáng)氧化劑才能將Cr3氧化為Cr2O72-：2Cr3 3S2O82- 7H2O Cr2O72- 6SO42- 14H+在酸性溶液中，Cr2O72-是強(qiáng)氧化劑，例如：K2Cr2O7 14HCl（濃） 2CrCl3 3Cl2 2KCl 7H2O重鉻酸鹽的溶解度較鉻酸鹽的溶解度大，因此，向重鉻酸鹽溶液中加Ag+、Pb+、Ba2+等離子時(shí)，通常生成鉻酸鹽

14、沉淀，例如：Cr2O72- 4Ag+ H2O 2Ag2CrO4（磚紅色） 2H+Cr2O72- 2Ba2+ H2O 2BaCrO4（黃色） 2H+在酸性溶液中，Cr2O72-與H2O2能生成深藍(lán)色的加合物CrO5，但它不穩(wěn)定，會(huì)很快分解為Cr3和O2。若被萃取到乙醚或戊醇中則穩(wěn)定得多。主要反應(yīng)為：Cr2O72- 4H2O2 2H+ 2CrO（O2）2（深藍(lán)） 5H2OCrO（O2）2 （C2H5）2O CrO（O2）2（C2H5）2O（深藍(lán)）4CrO（O2）2 12H+ 4Cr3 7O2 6H2O此反應(yīng)用來鑒定Cr（）或Cr（）。2. 錳Mn（OH）2易被氧化Mn2+ 2OH- Mn（OH）2

15、（s）（白色）2Mn（OH）2 O2 2MnO（OH）2（s）（棕色）在濃硫酸中，MnSO4與KMnO4反應(yīng)可生成深紅色的Mn3+（實(shí)際是硫酸根的配合物）：MnO4- 4Mn2+ 8H+ 5Mn3+ 4H2OMn3+可存在于濃硫酸中，若酸度降低，則Mn3+歧化為Mn2+和MnO2：2Mn3+ 2H2O Mn2+ MnO2（s） 4H+在中性或近中性的溶液中，MnO4-與Mn2+反應(yīng)生成MnO2：2MnO4- 3Mn2+ 2H2O 5MnO2（s） 4H+在酸性介質(zhì)中，MnO2是較強(qiáng)的氧化劑，本身被還原為Mn2+：2MnO2 2H2SO4(濃) 2MnSO4 O2 2H2OMnO2 4HCl（濃

16、） MnCl2 Cl2 2H2O后一反應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室中制取少量氯氣。在強(qiáng)堿性溶液中，MnO4-能發(fā)生下列反應(yīng)，生成淺藍(lán)色的不穩(wěn)定的MnO3-，并放出氧氣：2MnO4- 2MnO3- O2MnO3-進(jìn)一步歧化反應(yīng)：2MnO3- MnO42- MnO2在強(qiáng)堿條件下，強(qiáng)氧化劑能把MnO2氧化成綠色的MnO42-2MnO4- MnO2 4OH- 3MnO42- 2H2OMnO42-只在強(qiáng)堿性（pH13.5）溶液中才能穩(wěn)定存在，在中性或酸性介質(zhì)中，MnO42-發(fā)生歧化反應(yīng)：3MnO42- 4H+ 2MnO4- MnO2 2H2O在有硝酸存在下，Mn2+可被NaBiO3或PbO2氧化成MnO4-，例如：5N

17、aBiO3 2Mn2+ 14H+ 2MnO4- 5Bi3+ 5Na+7H2O高考攻略：錳鉻及其化合物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解鉻和錳的各種常見化合物的生成和性質(zhì)。2.掌握鉻和錳各種氧化態(tài)之間的轉(zhuǎn)化條件。3.了解鉻和錳化合物的氧化還原性及介質(zhì)對(duì)氧化還原性產(chǎn)物的影響。實(shí)驗(yàn)原理1.鉻在酸性條件下，用鋅還原Cr3+或Cr2O72-，均可得到天藍(lán)色的Cr2+2Cr3Zn2Cr2Zn2Cr2O72-4Zn14H+2Cr24Zn27H2O灰綠色的Cr（OH）3呈兩性：Cr（OH）33H+Cr33H2OCr（OH）3OH-Cr（OH）4（亮綠色）向含有Cr3的溶液中加入Na2S并不生成Cr2S3，因?yàn)镃r2S

18、3在水中完全水解：2Cr33S2-6H2O2Cr（OH）33H2S在堿性溶液中，Cr（OH）4具有較強(qiáng)的還原性，可被H2O2氧化為CrO42-：2Cr（OH）4-3H2O22OH-2CrO42-8H2O但在酸性溶液中，Cr3的還原性較弱，只有象K2S2O8或KMnO4等強(qiáng)氧化劑才能將Cr3氧化為Cr2O72-：2Cr33S2O82-7H2OCr2O72-6SO42-14H+在酸性溶液中，Cr2O72-是強(qiáng)氧化劑，例如：K2Cr2O714HCl（濃）2CrCl33Cl22KCl7H2O重鉻酸鹽的溶解度較鉻酸鹽的溶解度大，因此，向重鉻酸鹽溶液中加Ag+、Pb+、Ba2+等離子時(shí)，通常生成鉻酸鹽沉淀

19、，例如：Cr2O72-4Ag+H2O2Ag2CrO4（磚紅色）2H+Cr2O72-2Ba2+H2O2BaCrO4（黃色）2H+在酸性溶液中，Cr2O72-與H2O2能生成深藍(lán)色的加合物CrO5，但它不穩(wěn)定，會(huì)很快分解為Cr3和O2。若被萃取到乙醚或戊醇中則穩(wěn)定得多。主要反應(yīng)為：Cr2O72-4H2O22H+2CrO（O2）2（深藍(lán)）5H2OCrO（O2）2（C2H5）2OCrO（O2）2（C2H5）2O（深藍(lán)）4CrO（O2）212H+4Cr37O26H2O此反應(yīng)用來鑒定Cr（）或Cr（）。2.錳Mn（OH）2易被氧化Mn2+2OH-Mn（OH）2（s）（白色）2Mn（OH）2O22MnO（O

20、H）2（s）（棕色）在濃硫酸中，MnSO4與KMnO4反應(yīng)可生成深紅色的Mn3+（實(shí)際是硫酸根的配合物）：MnO4-4Mn2+8H+5Mn3+4H2OMn3+可存在于濃硫酸中，若酸度降低，則Mn3+歧化為Mn2+和MnO2：2Mn3+2H2OMn2+MnO2（s）4H+在中性或近中性的溶液中，MnO4-與Mn2+反應(yīng)生成MnO2：2MnO4-3Mn2+2H2O5MnO2（s）4H+在酸性介質(zhì)中，MnO2是較強(qiáng)的氧化劑，本身被還原為Mn2+：2MnO22H2SO4(濃)2MnSO4O22H2OMnO24HCl（濃）MnCl2Cl22H2O后一反應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室中制取少量氯氣。在強(qiáng)堿性溶液中，MnO4

21、-能發(fā)生下列反應(yīng)，生成淺藍(lán)色的不穩(wěn)定的MnO3-，并放出氧氣：2MnO4-2MnO3-O2MnO3-進(jìn)一步歧化反應(yīng)：2MnO3-MnO42-MnO2在強(qiáng)堿條件下，強(qiáng)氧化劑能把MnO2氧化成綠色的MnO42-2MnO4-MnO24OH-3MnO42-2H2OMnO42-只在強(qiáng)堿性（pH13.5）溶液中才能穩(wěn)定存在，在中性或酸性介質(zhì)中，MnO42-發(fā)生歧化反應(yīng)：3MnO42-4H+2MnO4-MnO22H2O在有硝酸存在下，Mn2+可被NaBiO3或PbO2氧化成MnO4-，例如：5NaBiO32Mn2+14H+2MnO4-5Bi3+5Na+7H2O試劑和儀器1.儀器：離心機(jī)2.試劑堿：NaOH（

22、2molL16molL140）NH3H2O（2molL1）酸：HNO3（6molL1濃）H2SO4（1molL16molL1濃）HCl（2molL16molL1濃）H2S（飽和）鹽：Pb(NO3)（0.1molL1）AgNO3（0.1molL1）MnSO4（0.1molL10.5molL1）Cr2（SO4）3（0.1molL1）Na2SO3（0.1molL1）Na2S（0.1molL1）CrCl3（0.1molL1）K2CrO4（0.1molL1）KMnO4（0.01molL1）K2Cr2O7（0.1molL1）NaCO3(1molL1)固體：鋅粉K2S2O8NaBiO3PbO2KMnO4Mn

23、O23.其它：戊醇（或乙醚）H2O2（3）淀粉碘化鉀試紙實(shí)驗(yàn)過程1.鉻的化合物的性質(zhì)（1）Cr2+的生成在1mLCrCl3（0.1molL1）溶液中加入1mLHCl（6molL1）溶液，再加少量鋅粉，微熱至有大量氣體逸出，觀察溶液的顏色由暗綠變?yōu)樘焖{(lán)色。用滴管將上部清液轉(zhuǎn)移到另一支試管中，在其中加入數(shù)滴濃HNO3，觀察溶液的顏色有何變化？寫出反應(yīng)方程式。（2）氫氧化鉻的生成和酸堿性用CrCl3（0.1molL1）溶液和NaOH（2molL1）溶液生成Cr（OH）3，檢驗(yàn)它的酸堿性。（3）Cr（）的還原性a.在CrCl3（0.1molL1）溶液中加入過量的NaOH（2molL1）溶液使呈亮綠色，

24、再加入H2O2（3）溶液，微熱，觀察溶液顏色的變化，寫出反應(yīng)方程式。b.在Cr2(SO4)3（0.1molL1）溶液中加少量的K2S2O8（s），酸化，加熱，觀察溶液顏色的變化，寫出反應(yīng)式。（4）Cr3+在Na2S溶液中的完全水解在Cr2（SO4）3（0.1molL1）溶液中加Na2S（0.1molL1）溶液有何現(xiàn)象（可微熱）?怎樣證明有H2S逸出？寫出反應(yīng)方程式。（5）CrO42和Cr2O72的相互轉(zhuǎn)化a.在K2CrO4（0.1molL1）溶液中逐滴加入H2SO4（2molL1）溶液，然后逐滴加入NaOH（2molL1），觀察溶液顏色的變化。b.在兩支試管中分別加入幾滴K2CrO4（0.1m

25、olL1）溶液和幾滴K2Cr2O7（0.1molL1）溶液，然后分別滴入Pb(NO3)2（0.1molL1）溶液，比較兩試管中生成沉淀的顏色。解釋現(xiàn)象，寫出反應(yīng)方程式。c.用AgNO3（0.1molL1）溶液代替Pb(NO3)2溶液，重復(fù)1（5）b實(shí)驗(yàn)。（6）Cr（）的氧化性a.在K2Cr2O7（0.1molL1）溶液中滴加H2S溶液（飽和），有何現(xiàn)象？寫出反應(yīng)方程式。b.取少量K2Cr2O7（s），加入10滴濃HCl，加熱,檢查逸出的氣體并觀察溶液顏色的變化。寫出反應(yīng)方程式。（7）Cr3+的鑒定取5滴含有Cr3+的溶液，加入過量的NaOH（6molL1）溶液，使溶液呈亮綠色，然后滴加H2O2

26、（3）溶液，微熱至溶液呈黃色，待試管冷卻后，再補(bǔ)加幾滴H2O2和0.5mL戊醇（或乙醚），慢慢滴入HNO3（6molL1）溶液，搖蕩試管，戊醇層中出現(xiàn)深藍(lán)色，表示有Cr3+存在。寫出各步反應(yīng)方程式。2.錳的化合物的性質(zhì)（1）Mn（OH）2的生成和性質(zhì)在3支試管中各加入0.5mL的MnSO4(0.1molL1)溶液，再分別加入NaOH（2molL1）溶液至有白色沉淀生成；在兩支試管中迅速檢查Mn（OH）2的酸堿性；另一支試管在空氣中振蕩，觀察沉淀顏色的變化。解釋現(xiàn)象，寫出反應(yīng)方程式。（2）MnS的生成和性質(zhì)在MnSO4（0.1molL1）溶液中滴加H2S溶液（飽和），有無沉淀生成？再向試管中加NH3H2O（2molL1）溶液，搖蕩試管，有無沉淀生成？（3）Mn3+的生成和性質(zhì)取5滴MnSO4(0.5molL1)溶液加兩滴濃H2SO4，用冷水冷卻試管，然后加35滴KMnO4（0.01molL1）溶液，有何現(xiàn)象？將所得的溶液用Na2C